一种用于周围神经损伤修复的水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于周围神经损伤修复的水凝胶，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.2％～0.6％、羟乙基纤维素钠0.18％～0.22％、壳聚糖1.5％～2.5％、β‑甘油磷酸钠2.5％～3.5％、PLGA载药微球0.8％～1.2％、余量为水。本发明专利技术的水凝胶以CS‑HEC‑HA/GP为基质，克服了单一组分HA支架的缺点，改善了基质的机械性、控制胶凝时间以及可控降解等，属于温敏型水凝胶，可用来注射给药；此外，将神经生长因子NGF装入生物材料中，可直接在组织修复中实现靶向性、持续性的分子释放，将NGF载入PLGA微球制得粒径均匀的PLGA(NGF)，达到药物缓释的效果，延长水凝胶的治疗周期，从而避免药物爆释引起的副作用。

Hydrogel for repairing peripheral nerve injury and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种用于周围神经损伤修复的水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种用于周围神经损伤修复的水凝胶及其制备方法，属于生物医学工程材料领域。
技术介绍
周围神经损伤(PNI)的修复效果是一直困扰骨科医生的难题。通过端端缝合的方式可以达到治疗短距离神经缺损，长段神经缺损治疗的“金标准”是自体神经移植，但自体神经移植存在供体来源有限、供体区副损伤、手术区和供体神经不相匹配等缺陷，限制了其临床应用。已有组织工程神经导管在临床上被批准使用，并且在PNI治疗上已取得了一定进展。但是，在长段神经缺损情况下，空载神经导管缺乏细胞外基质、神经生长因子等改善神经导管腔内微环境的填充物，治疗效果欠佳。目前已有多种生物材料、生长因子、细胞联合应用于改善PNI再生局部微环境。神经生长因子(NGF)治疗PNI有确切疗效，但是NGF存在半衰期短、容易扩散、难以定位等缺点，且作为一种大分子蛋白质，NGF治疗不能通过静脉内滴注或口服给药，限制了NGF的应用。因此，通过研制不同NGF载体在损伤局部释放NGF以提高其生物利用率成为亟需解决的问题。水凝胶作为缓释生长因子(药物)的载体，具有良好的组织亲和性与生物降解性。由于结构类似于细胞外基质，水凝胶能填充神经导管，为新生轴突提供结构支撑，促进神经再生。现有研究表明，通过使用层黏连蛋白凝胶充满硅胶管治疗大鼠坐骨神经10mm缺损，层黏连蛋白凝胶组与硅胶管组、生理盐水组相比轴突生长速率更快，表明层黏连蛋白凝胶能够促进轴突生长。透明质酸(HA)是细胞外基质的主要成分之一，具有良好的保水性能，既够减少受损部位瘢痕形成，又能够促进轴突再生。然而，HA在体内降解较快，从而限制了其在PNI修复中的应用。目前使用透明质酸凝胶来治疗大鼠10mm神经缺损，通过神经电生理及免疫组化检测，透明质酸凝胶组神经电传导速度更快，再生轴突以及髓鞘数量也明显多于生理盐水对照组，该研究取得了一定的修复效果，但与自体神经移植组(金标准)结果相比，仍存在差距。且天然水凝胶存在着材料重复性差，结构、力学性能不受人工调节等问题。因此，与其他材料混合构建复合型水凝胶支架成为一种可行的思路。壳聚糖(CS)是一种天然生物大分子，具有良好的生物相容性以及消炎、抗菌等特性。β-甘油磷酸钠(GP)是一种动物体内天然存在的有机化合物，临床上通常作为磷补充剂用于治疗磷酸盐代谢失衡。CS与GP可混合构建一种温敏型水凝胶，该种水凝胶具有良好的生物相容性、稳定性以及温敏凝胶特性，常温下为液态，植入动物体内后能在体温作用下形成凝胶。羟乙基纤维素钠(HEC)是一种常见的可溶性纤维素衍生物，具有良好的增稠、保水以及保护胶体等特性，被广泛应用于医药食品领域，HEC与CS和GP混合构建CS-HEC/GP水凝胶，可以起到提高水凝胶性能的作用，同时还能减少GP的用量，进而减弱GP带来的高渗透压对细胞生长所产生的影响。因此，通过联合制备以上水凝胶材料，从而提高NGF生物利用率是PNI治疗一个绝佳的选择，国内相关研究报道较少。有报道通过EDC/NHS作为交联剂，制备GEL和HA凝胶材料，然而，交联剂的毒性可能对PNI修复产生不利的影响。本研究制备凝胶基质时不需要加入交联剂也可成胶，降低了水凝胶的毒性，制备出负载NGF的低毒性的水凝胶材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种用于周围神经损伤修复的水凝胶及其制备方法，该水凝胶具有优异的生物相容性，能够持续释放神经生长(NGF)因子来治疗周围神经损伤。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于周围神经损伤修复的水凝胶，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.2％～0.6％、羟乙基纤维素钠0.18％～0.22％、壳聚糖1.5％～2.5％、β-甘油磷酸钠2.5％～3.5％、PLGA载药微球0.8％～1.2％、余量为水。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.4％、羟乙基纤维素钠0.2％、壳聚糖2％、β-甘油磷酸钠3％、PLGA载药微球1％、余量为水。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述PLGA载药微球为负载神经生长因子NGF的PLGA微球。本专利技术通过将神经生长因子NGF负载在PLGA微球上，然后与壳聚糖-羟乙基纤维素钠-透明质酸/β-甘油磷酸钠(CS-HEC-HA/GP)的混合溶液相互作用，形成一种新型的治疗周围神经损伤的水凝胶CS-HEC-HA/GP(PLGA@NGF)。CS-HEC/GP修饰HA可以改善基质的机械性、控制胶凝时间以及可控降解等，并且属于温敏型水凝胶，可用来注射给药。此外，神经生长因子NGF治疗PNI有确切疗效，采用PLGA微球缓释NGF可以延长水凝胶的治疗周期。壳聚糖(CS)和β-甘油磷酸钠(GP)可以构建一种温敏性水凝胶，该种水凝胶不需要采用大面积外科手术的移植方案，从而在较大程度上降低了移植过程中发生二次损伤的风险，但其在生理温度37℃下的温敏特性依赖于较高的GP浓度，而高浓度的GP会降低CS/GP水凝胶的生物相容性。通过在CS/GP混合溶液中加入一定量的羟乙基纤维素钠(HEC)，可以降低水凝胶对GP的依赖程度，从而提高水凝胶的生物相容性。透明质酸(HA)作为一种能够促进细胞贴附、增殖的天然多糖，被同时作为水凝胶结构成分以及活性因子成分加入到CS-HEC/GP水凝胶中，旨在提高水凝胶整体的生物相容性及组织亲和度。CS-HEC-HA/GP水凝胶前液在室温条件下具有良好的可注射性能，引起排斥反应的程度很低，在神经再生时提供营养物质及结构支持，并且可控降解。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述PLGA载药微球的制备方法为：(1)将PVA溶于去离子水中形成PVA溶液；(2)将PLGA溶于二氯甲烷溶液中形成PLGA溶液；(3)将NGF溶解在PBS缓冲溶液中形成NGF溶液，将NGF溶液滴入PLGA溶液中，得PLGA/NGF混合溶液；(4)将PVA溶液和PLGA/NGF混合溶液在冰浴下降温，将PBS缓冲溶液加入PLGA/NGF混合溶液中得PLGA/NGF的PBS混合溶液，超声分散后加入到PVA溶液中，继续超声至液体呈淡乳白色后，搅拌使二氯甲烷挥发完全；(5)待微球成型后，离心，弃去上清，用去离子水清洗沉淀，冷冻、干燥，即得PLGA载药微球。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述PVA溶液的浓度为0.1％，所述PLGA溶液的浓度为8％～10％，所述NGF溶液的浓度为170～250ng/mL。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述步骤(3)中，NGF溶液与PLGA溶液的体积比为1:6；所述步骤(4)中，PBS缓冲溶液与PLGA/NGF混合溶液的体积比为1:7，所述PVA溶液与PLGA/NGF的PBS混合溶液的体积比为6:1。作为本专利技术所述水凝胶的优选实施方式，所述步骤(4)中，超声分散时间为15～25s，搅拌时间为4～6h；所述步骤(5)中，离心时间为3～5min，冷冻温度为-20℃。作为本专利技术所述水凝胶的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于周围神经损伤修复的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.2％～0.6％、羟乙基纤维素钠0.18％～0.22％、壳聚糖1.5％～2.5％、β-甘油磷酸钠2.5％～3.5％、PLGA载药微球0.8％～1.2％、余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于周围神经损伤修复的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.2％～0.6％、羟乙基纤维素钠0.18％～0.22％、壳聚糖1.5％～2.5％、β-甘油磷酸钠2.5％～3.5％、PLGA载药微球0.8％～1.2％、余量为水。


2.如权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶包含如下质量百分比的组分：透明质酸0.4％、羟乙基纤维素钠0.2％、壳聚糖2％、β-甘油磷酸钠3％、PLGA载药微球1％、余量为水。


3.如权利要求1或2所述的水凝胶，其特征在于，所述PLGA载药微球为负载神经生长因子NGF的PLGA微球。


4.如权利要求3所述的水凝胶，其特征在于，所述PLGA载药微球的制备方法为：
(1)将PVA溶于去离子水中形成PVA溶液；
(2)将PLGA溶于二氯甲烷溶液中形成PLGA溶液；
(3)将NGF溶解在PBS缓冲溶液中形成NGF溶液，将NGF溶液滴入PLGA溶液中，得PLGA/NGF混合溶液；
(4)将PVA溶液和PLGA/NGF混合溶液在冰浴下降温，将PBS缓冲溶液加入PLGA/NGF混合溶液中得PLGA/NGF的PBS混合溶液，超声分散后加入到PVA溶液中，继续超声至液体呈淡乳白色后，搅拌使二氯甲烷挥发完全；
(5)待微球成型后，离心，弃去上清，用去离子水清洗沉淀，冷冻、干燥，即得PLGA载药微球。


5.如权利要求4所述的水凝胶，其特征在于，所述PVA溶液的浓度为0.1％，所述PLGA溶液的浓度为8％～10％，所述NGF溶液的浓度为170～250ng/mL。

【专利技术属性】
技术研发人员：冯龙宝，王梦颖，蓝咏，刘玉，
申请(专利权)人：广州贝奥吉因生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44